近日，空軍軍醫(yī)大學金巖、劉世宇團隊和西安交通大學陳鑫團隊合作在國際知名學術(shù)期刊Nature Biomedical Engineering發(fā)表了題為“Treatment of infarcted heart tissue via the capture and local delivery of circulating exosomes through antibody-conjugated magnetic nanoparticles”的研究論文（圖1）。該研究通過構(gòu)建雙抗體修飾的pH響應性磁性納米顆粒，體內(nèi)操縱外泌體生物學分布并靶向至心肌梗死區(qū)域，利用內(nèi)源性外泌體的治療作用促進心梗后血管化并提升心功能。該研究首次提出按需操縱內(nèi)源性外泌體生物學分布的策略，建立了基于細胞外囊泡的疾病治療新方法。
圖1 文章首頁信息
近年大量研究發(fā)現(xiàn)，細胞外囊泡（外泌體、凋亡小體等）在機體穩(wěn)態(tài)維持和疾病發(fā)生中發(fā)揮重要作用，其生物學效應的發(fā)揮依賴于其在體內(nèi)的數(shù)量和分布，因此，調(diào)控細胞外囊泡的體內(nèi)分布有望成為疾病治療的新方法。然而，細胞外囊泡運動和分布的體內(nèi)調(diào)節(jié)機制尚不明確，因此按需操控內(nèi)源性囊泡的生物學分布用于疾病治療的方法尚未建立。
空軍軍醫(yī)大學金巖、劉世宇團隊長期從事干細胞及細胞外囊泡的生物學功能研究，在前期工作的基礎(chǔ)上，通過結(jié)合外泌體的生物學功能和納米材料高度可塑性的優(yōu)勢，成功構(gòu)建體內(nèi)“囊泡運載器”（Vesicle Shuttle），將心梗后體內(nèi)具有促血管化作用的外泌體捕獲并靶向收集至梗死區(qū)，促進心功能恢復。西安交通大學化工學院陳鑫團隊長期從事生物醫(yī)用材料的研究，本研究以pH響應性磁性納米顆粒為構(gòu)建內(nèi)核，通過兩種功能抗體的修飾，實現(xiàn)了“囊泡運載器”捕獲內(nèi)源性外泌體并將其靶向運送至梗死區(qū)，并在特定酸性微環(huán)境中釋放外泌體，實現(xiàn)外泌體在局部區(qū)域的富集（圖2）。
圖2. 體內(nèi)捕獲外泌體、靶向至心梗區(qū)域及響應性釋放示意圖
研究發(fā)現(xiàn)，在嚙齒類動物心肌梗死模型中，利用雙靶向功能的磁性納米顆粒能夠?qū)?nèi)源性外泌體捕獲并釋放到梗死區(qū)域，有效促進心功能恢復并促進血管化。本研究以操縱內(nèi)源外泌體生物學分布治療心肌梗死為模型展開，建立了基于細胞外囊泡分布調(diào)控的疾病治療新方法，也為調(diào)控其他與疾病相關(guān)的細胞外囊泡的生物學分布提供了新思路。
以上研究成果發(fā)表于國際知名學術(shù)期刊Nature Biomedical Engineering（2020，IF=18.95）。該研究工作由空軍軍醫(yī)大學金巖教授、劉世宇副教授團隊和西安交通大學陳鑫研究員團隊合作完成。空軍軍醫(yī)大學劉世宇副教授、西安交通大學陳鑫研究員、空軍軍醫(yī)大學組織工程中心鮑麗麗和西安交通大學博士研究生劉濤為本文共同第一作者，金巖教授和陳鑫研究員為共同通訊作者。
論文信息：Shiyu Liu*, Xin Chen*#, Lili Bao*, Tao Liu*, Pingyun Yuan, Xiaoshan Yang, Xinyu Qiu, J. Justin Gooding, Yongkang Bai, Jiajia Xiao, Fengxing Pu, Yan Jin#. Treatment of infarcted heart tissue via the capture and local delivery of circulating exosomes through antibody-conjugated magnetic nanoparticles. Nature Biomedical Engineering. DIO: https://doi.org/10.1038/s41551-020-00637-1.
原文鏈接 https://www.nature.com/articles/s41551-020-00637-1
